Metodo delle secanti

Le prime tre iterazioni del metodo delle secanti. La curva rossa è la funzione f(x), ed i segmenti blu sono le secanti. In questo caso si ha convergenza verso la radice.
Le prime due iterazioni del metodo delle secanti. La curva rossa è la funzione f(x), ed i segmenti blu sono le secanti. In questo caso non si ha convergenza verso la radice.

In matematica, e in particolare in analisi numerica, il metodo delle secanti (o metodo delle secanti con estremi variabili[1]) è uno dei metodi più semplici per il calcolo approssimato di una soluzione di un'equazione della forma f ( x ) = 0 {\displaystyle f(x)=0} . Esso si applica dopo avere determinato un intervallo [ a , b ] {\displaystyle [a,b]} che contiene una sola radice.

Il metodo consiste nel costruire una successione di punti con il seguente criterio: assegnati due punti iniziali x 0 , x 1 {\displaystyle x_{0},x_{1}} , per ogni n 1 {\displaystyle n\geq 1} il punto x n + 1 {\displaystyle x_{n+1}} sia lo zero della retta passante per i punti ( x n 1 , f ( x n 1 ) ) , ( x n , f ( x n ) ) {\displaystyle (x_{n-1},f(x_{n-1})),(x_{n},f(x_{n}))} . Si ottiene

x n + 1 = x n x n x n 1 f ( x n ) f ( x n 1 ) f ( x n ) {\displaystyle x_{n+1}=x_{n}-{\frac {x_{n}-x_{n-1}}{f(x_{n})-f(x_{n-1})}}f(x_{n})} .

Rispetto al metodo delle corde, quello delle secanti richiede un punto iniziale in più e ad ogni passo il calcolo del rapporto che compare nella formula. Inoltre la convergenza è locale, cioè dipende dalla scelta dei punti iniziali x 0 , x 1 {\displaystyle x_{0},x_{1}} ; il guadagno è però una maggiore velocità di convergenza, che risulta superlineare.

Si dimostra infatti che, detta α {\displaystyle \alpha } la soluzione corretta, se f C 2 ( [ a , b ] ) , f ( α ) 0 {\displaystyle f\in C^{2}([a,b]),f''(\alpha )\neq 0} e x 0 , x 1 {\displaystyle x_{0},x_{1}} sono abbastanza vicini ad α {\displaystyle \alpha } ,

allora il metodo converge con ordine

p = 1 + 5 2 1 , 618 {\displaystyle p={\frac {1+{\sqrt {5}}}{2}}\approx 1,618}

Note

  1. ^ Laura Gori, Calcolo numerico, Roma, Edizioni Kappa, 2006, p. 66, ISBN 88-7890-739-1.

Bibliografia

  • Alfio Quarteroni, Riccardo Sacco, Fausto Saleri, Matematica numerica, Springer, 2008, ISBN 8847007828.

Voci correlate

Collegamenti esterni

  • Christian Ferrari, Equazioni, funzioni e algoritmi: il metodo delle secanti. (PDF), su liceolocarno.ch. URL consultato il 16 dicembre 2010 (archiviato dall'url originale il 4 marzo 2016).
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